2022H1,高通、博通、聯發科競相發表自家的 Wi-Fi 7(IEEE 802.11be)解決方案,正式版的IEEE 802.11be也在2024年完成規格制訂,並攜手Wi-Fi 6E繼續將6G頻段推上檯面,Wi-Fi 7(IEEE 802.11be)和Wi-Fi 6E(IEEE 802.11ax-2021)是近兩代無線網路技術,主要差異如下:
頻寬和速度:
- Wi-Fi 7:提供更高的頻寬,最高可達 320 MHz,傳輸速度理論值可達 46 Gbps,約為 Wi-Fi 6E 的四倍。
- Wi-Fi 6E:最大頻寬為 160 MHz,理論速度可達 9.6 Gbps。
多重頻段支援:
- Wi-Fi 7:支持三個頻段(2.4GHz、5GHz 和 6GHz),並可同時在不同頻段上傳輸資料,提高整體頻寬利用。
- Wi-Fi 6E:同樣支援三個頻段,但未實現 Wi-Fi 7 的多連接技術,無法同時在多頻段上傳輸。
MLO(Multi-Link Operation,多重鏈接操作):
- Wi-Fi 7:多重鏈接設計在固定網路與行動網路上屢見不鮮,然而Wi-Fi 7的MLO 技術的MAC層方案允許裝置同時在多頻段上傳輸和接收訊號,例如同時合併160Mhz與80Mhz通道,以Multi-Link在裝置與AP間建立一個240Mhz通道,可以提升傳輸速度。藉由MLO的回傳,在其中一個鏈路中斷的情況下,並不會使子機失聯,提高了提升鏈路穩定性,減輕干擾的影響,也同時減少延遲,實現無縫漫遊,提升用戶體驗。
- Wi-Fi 6E:不支援 MLO,只能在單一頻段上傳輸和接收。6E的網狀解決方案使用4x4無線訊號中,只提供4.8Gbps的速度,如果鏈路品質下降或者中斷時,子機的回傳將會受到干擾,導致QoS下降或者傳輸中斷。
QAM 技術(正交振幅調變):
- Wi-Fi 7:4K-QAM(4096-QAM)技術,這是下一代 Wi-Fi 標準(IEEE 802.11be)中的一項重要增強功能。QAM(正交振幅調變)技術廣泛應用於 802.11 Wi-Fi 標準中,負責將數字封包轉換為無線傳輸數據的模擬信號。通過調整無線電波的相位和振幅,QAM 能在每次傳輸中攜帶更多數據,從而提升頻譜效率。QAM 使用星座點配置來提高頻譜效率,通常以水平和垂直等間距排列成方形網格。在數位通訊中,數據一般以二進位表示,因此星座點數目多為 2 的次方(如 2、4、8、16 等),每個符號代表相應的位數。常見的 QAM 組合有 16-QAM、64-QAM 和 256-QAM。星座點越多,每個符號傳輸的位元越多。4K-QAM(4096-QAM)使用 4096 個星座點,形成方形網格,取2為底的對數就可以得到可以傳輸的位元數,例如4K-QAM讓每個符號可攜帶 12 位元。與 Wi-Fi 6(802.11ax)中的 1024-QAM ,1024取為2的10次方,故Wi-Fi 7 的 4K-QAM 可提升頻譜效益約 20%。下圖為16QAM的星座圖。
- Wi-Fi 6E:採用 1024-QAM,數據傳輸效率和速度稍低。
延遲:
- Wi-Fi 7:透過 MLO 和其他技術,大幅降低延遲,非常適合高需求的應用(如 VR、AR、雲遊戲)。
- Wi-Fi 6E:延遲較低,但不如 Wi-Fi 7 的表現。
MU-MIMO:
- Wi-Fi 7:16x16 MU-MIMO,傳輸通道是6E的兩倍。
- Wi-Fi 6E:8x8。
主要應用:
- Wi-Fi 7:設計用於未來的應用,如8K流媒體、高速數據交換、VR和AR等。
- Wi-Fi 6E:適合高需求的日常家庭和商業網路應用,但相較 Wi-Fi 7 更適合現有需求。
Wi-Fi 7 在速度、頻寬和延遲表現上比 Wi-Fi 6E 更優,適合未來高需求的應用,但是在技術開發上的挑戰也更嚴峻,320 MHz與4096-QAM要求更低雜訊比的ADC/DAC,以及更佳的RF電路與基頻(Baseband)處理。對於射頻前端模組(Front End Module)的EVM(Error Vector Magnitude)與雜訊控制也更嚴格,還有MRU與MLO也提高了對於基頻與MAC層處理的難度。以上都仰賴更優秀的系統架構與演算法來實作,晶片大多由先進製程來生產,以控制電路的功耗。由於Wi-Fi 7在行動通訊網路頻段附近運作,還要確保不會將行動通訊網路通道視為攻擊者加以阻絕。
早期的無線區域網路設計理念只講求網速的提升,但是空中的相近頻譜是會互相干擾的,Wi-Fi 7引進五洲製藥理念「先研究不傷身體,再講究效果!」,支援前導碼刪除功能(Preamble Puncturing),能夠選擇性地刪除重疊的頻譜,僅讓自身數據在清晰的頻譜下傳輸。特別是在無線設備特別擁塞的環境中,能夠更合理地善用頻譜空間,例如有一次我在3C賣場中,發現所有販賣的藍芽耳機都無法配對,這就是過多的設備造成頻段過於擁擠。
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